TW202207561A

TW202207561A - 放電電極板

Info

Publication number: TW202207561A
Application number: TW110109788A
Authority: TW
Inventors: 新井傑也; 菅原美愛子; 小林賢一; 小宮秀利; 松井正五; 錦織潤; 森尚久
Original assignee: 日商亞特比目有限公司
Priority date: 2020-04-06
Filing date: 2021-03-18
Publication date: 2022-02-16
Also published as: WO2021205809A1; JP7393050B2; JPWO2021205809A1

Abstract

本發明係關於形成要進行電暈放電之細長放電電極的放電電極板，其目的在於即使以作為放電電極材料之導電性玻璃燒結膜進行電暈放電，亦可順暢地長期進行電子的供給，而且於基材配置導電性金屬燒結膜來改善導電性，使電暈放電均勻化，電極長壽化。該放電電極板係具備：耐熱性板，係由耐熱性材料所作成；及放電電極，係由在耐熱性板之上形成之細長的導電性金屬燒結膜以及在導電性金屬燒結膜之上形成之細長的導電性玻璃燒結膜之二層所構成；構成放電電極之導電性玻璃燒結膜係由電子導電性的導電性玻璃形成，藉此降低電暈放電所導致的劣化而達長壽化，並且藉由導電性金屬燒結膜的形成，使從導電性玻璃燒結膜之端部流向中央的電流或電子流的壓降減低而發生均勻的電暈放電。

Description

放電電極板

本發明係關於一種形成為細長放電電極以供電暈(corona)放電之放電電極板。

以往，就將高分子樹脂的表面進行改質而使光滑的表面成為小凹凸或棘皮狀之一方法而言，已知有一種通過大氣電暈放電環境中的手法。

藉由使高分子樹脂通過引起此電暈放電環境中，以電漿中之活性化的離子使樹脂的表面適當地凹凸化或者鋸齒化。

高分子樹脂的表面成為微小凹凸形狀時，即會從疏水性變化為親水性。例如，就應用製品而言，若將曝曬海苔之簾片的表面微小凹凸化則較為方便。藉此，使從海水撈起的海苔相應地具有密著性，但若高分子樹脂表面為光滑的狀態則無法獲得此密著性，海苔不會附著於簾片上。

如此，高分子樹脂的表面改質處理係以在大氣中引起電暈放電來進行。此放電電極的材質，以往係使用金屬類(例如不鏽鋼、鎢)。

就上述之以往用於電暈放電的放電材料而言，如圖10所示，使用金屬類(不鏽鋼、鎢)時，由於在電暈放電電漿下產生大量的臭氧O₃之故，表面會在極短時間(快者為一週左右)內氧化，無法再從放電電極(金屬板22)的表面順暢地進行電子的供給，而有無法再繼續使用的缺點。

此外，亦因放電電極(金屬板22)在短時間內(一週左右)表面氧化而無法再放電，因而有需更換放電電極的缺點。

為了解決此等缺點，如圖11所示，藉由將上述金屬電極(不鏽鋼、鎢等)置換為在電暈放電電漿下不會氧化的電子導電性玻璃燒結膜22-1，可防止上述放電電極的氧化。

然而，實際使用時，如圖12所示，放電(電暈放電)係在接近外部配線24之引出部(電源供給部)的附近處穩定，但在中央部則如圖所示變得不穩定，且發生約一個月左右即不再電暈放電的問題。

以下簡單說明圖10至圖12。

圖10係顯示習知技術(電極為金屬或金屬的燒結膜)。

圖10中，陶瓷基板21係耐熱絕緣性的板，且用於保持要施加高頻電壓(例如7.5KV、30KHz)的金屬板22。

金屬板22係用於電暈放電的金屬板，採用不鏽鋼、鎢等細長的板。

外部配線24係用以將高頻電壓從外部施加於金屬板22的配線(導線)。

銲料25係將外部配線24銲接於金屬板22。

對於以上的構成，在此將高頻電源(例如7.5KV、30KHz)施加於相向的金屬板22之間，使兩金屬板22之間在大氣中發生電暈放電。並且，例如使上述高分子樹脂片以一定速度通過電暈放電環境中，藉由電暈放電，在該高分子樹脂片的表面形成微小凹凸。

圖11係顯示習知技術(電極為電子導電性玻璃燒結膜)。在此，陶瓷基板21、外部配線24、銲料25係與圖10之同一編號者相同，故說明從略。

圖11中，電子導電性玻璃燒結膜22-1係用於電暈放電，且為燒結電子導電性玻璃而成的膜。

對於以上的構成，在此將高頻電源(例如6.5KV、30KHz)施加於相向的電子導電性玻璃燒結膜22-1之間，使兩電子導電性玻璃燒結膜22-1之間在大氣中發生電暈放電。並且，例如使上述高分子樹脂片以一定速度通過電暈放電環境中，藉由電暈放電，在該高分子樹脂片的表面形成微小凹凸。

圖12係顯示習知之電子導電性玻璃燒結膜之電極的放電狀態例。

圖12中，上側電極25係表示圖11之電子導電性玻璃燒結膜22-1之上側的電極，下側電極26係表示圖11之電子導電性玻璃燒結膜22-1之下側的電極。

對於以上的構成，在此將高頻電源(例如6.5KV、30KHz)施加於相向之電子導電性玻璃燒結膜22-1的上側電極25與下側電極26之間，使上側電極25與下側電極26之間在大氣中發生電暈放電，如圖所示，放電(電暈放電)係在接近外部配線24之引出部(電源供給部)的附近處穩定，但在中央部則變得不穩定。因此，長期(例如一個月左右)使用時，將不再發生電暈放電。

對此，期望能解決圖12所示之大氣中的電暈放電在端部穩定但在中央部變得不穩定的問題，更期望放電電極(電子導電性玻璃燒結膜)長壽化。

本發明人等經由實驗發現，除了以導電性玻璃燒結膜作為放電電極材料進行電暈放電時可順暢地長期進行電子的供給之外，可在基材配置導電性金屬燒結膜來改善導電性，使電暈放電均勻化，電極長壽化。

並且，特別是經由實驗確認了即使是在大氣中亦可謀求電暈放電均勻化，電極長壽化。

對此，本發明之放電電極板係形成要進行電暈放電之細長的放電電極，該放電電極板係具備：耐熱性板，係由耐熱性材料所作成；及放電電極，係由在耐熱性板之上形成之細長的導電性金屬燒結膜以及在導電性金屬燒結膜之上形成之細長的導電性玻璃燒結膜之二層所構成；構成放電電極之導電性玻璃燒結膜係由電子導電性的導電性玻璃形成，藉此降低電暈放電所導致的劣化而達長壽化，並且藉由導電性金屬燒結膜的形成，使從導電性玻璃燒結膜之端部流向中央的電流或電子流的壓降減低而發生均勻的電暈放電。

此時，將放電電極配置於大氣中進行電暈放電。

此外，導電性玻璃為包含釩、鋇、鐵之釩酸鹽玻璃。

此外，耐熱性板為耐熱玻璃或陶瓷。

此外，形成於導電性金屬燒結膜之上的導電性玻璃燒結膜的大小係小於導電性金屬燒結膜而不超出。

此外，放電電極相向配置時，銲接在相向之放電電極之端部之外部配線的部分係沿長邊方向錯開而不進入電暈放電的區域，以減輕銲接部分的損傷。

此外，對於構成放電電極之導電性金屬燒結膜及導電性玻璃燒結膜之兩者進行銲接而連接外部配線。

此外，對於放電電極之外部配線的銲接係超音波銲接。

此外，塗佈、燒製導電性玻璃而進行之放電電極的形成，係產生包含導電性玻璃之粉末的漿料，且將所產生的漿料進行塗佈、燒製而形成電子導電性的放電電極。

此外，導電性玻璃燒結膜係在導電性金屬燒結膜燒結之後，才於其上進行塗佈、乾燥、燒結，使金屬粒子與導電性玻璃粒子不會熱擴散。

此外，對於放電電極及與其相向的其他電極之間，或對於放電電極及與其背對的其他電極之間，施加10KHz至5MHz之範圍內的高頻電壓，使放電電極的周圍進行電暈放電。

此外，以電子導電性的導電性玻璃形成導電性玻璃燒結膜時，導電性玻璃係在進行第一燒結熱處理之後進行第二退火熱處理，該第一燒結熱處理係將粉碎後之導電性玻璃的粉末加熱為預定的燒結溫度進行燒結再返回常溫，該第二退火熱處理係加熱至低於燒結溫度之預定的退火溫度進行升溫之後停止加熱而自然冷卻。

此外，相較於粉碎前之導電性玻璃，進行第一燒結熱處理及前述第二退火熱處理之後的導電性玻璃燒結膜的電阻值係減小而降低10的二次方至三次方以上者。

如上所述，本發明除了以導電性玻璃燒結膜作為放電電極材料進行電暈放電而可順暢地長期進行電子的供給之外，在基材配置導電性金屬燒結膜而可改善導電性，可謀求電暈放電均勻化，電極長壽化。

並且，因將導電性玻璃燒結膜使用於放電電極，可謀求高頻電壓的減低化，而可更長期使用而可謀求長壽化。

此外，即使是大氣中，亦能夠謀求電暈放電均勻化，電極長壽化。

1:陶瓷基板、氧化鋁基板

2:鋁燒結膜

3,22-1:電子導電性玻璃燒結膜

4,24:外部配線

5:銲料

6:接地側配線

7:鋁電極

8:表面改質材

11,12,15:導電層

13:絕緣層

14:基板

16:絕緣漿料燒結體

17:電暈放電部

18:陶瓷板

21:基板

22:金屬板

23:ABL玻璃燒結膜

25:上側電極

26:下側電極

S1~S6,S11~S16,S21~S24,S31~S35,S41~S47:步驟

圖1係本發明之一實施例構造圖(電子導電性玻璃與金屬燒結膜之二層電極)。

圖2係本發明之一實施例構造圖(其二)(電子導電性玻璃與金屬燒結膜之二層電極與外部配線的結合構造)。

圖3係本發明之電子導電性玻璃燒結膜的形成例。

圖4係本發明之電子導電性玻璃與金屬燒結膜之二層電極的放電狀態例。

圖5係本發明之電子導電性玻璃燒結膜的形成例(其二)。

圖6係本發明之金屬燒結膜與電子導電性玻璃之二層放電電極的製造流程圖。

圖7係本發明之電子導電性玻璃漿料的製造流程圖。

圖8係本發明之電子導電性玻璃例。

圖9係本發明之鋁漿料的製造流程圖。

圖10係習知技術例(電極為金屬或金屬的燒結膜)。

圖11係習知技術(電極為電子導電性玻璃燒結膜)。

圖12係習知之電子導電性玻璃燒結膜之電極的放電狀態例。

圖13係本發明之其他電極及絕緣層，以及其電暈放電的說明圖。

圖14係本發明之其他電極及絕緣層的說明圖。

圖15係本發明之其他電極及絕緣層的說明圖(其二)。

圖16係本發明之其他絕緣玻璃應用流程圖。

圖17係本發明之絕緣玻璃漿料組成例。

圖18係依據本發明之ABL玻璃燒結膜之電阻率的試驗例。

圖19係依據本發明之ABL玻璃燒結製程的流程圖。

圖20係依據本發明之ABL玻璃燒結膜的電阻率測量值例。

[實施例1]

圖1係顯示本發明之一實施例構造圖(電子導電性玻璃與金屬燒結膜之二層電極)。在此，實施例中係使二片陶瓷基板1相向，並在上側之陶瓷基板1的下面以及下側之陶瓷基板1的上面分別形成鋁燒結膜2與電子導電性玻璃燒結膜3之二層的放電電極，但不限於此，亦可在一片陶瓷基板1的上面及下面分別形成二層放電電極，而在兩者之間進行大氣中之電暈放電。以下的實施例中係使用二片陶瓷基板1相向之例來進行說明。

圖1中，陶瓷基板1係以絕緣的狀態保持由鋁燒結膜2與電子導電性玻璃燒結膜3所構成的放電電極，且可承受電暈放電所導致的高溫之具耐熱性及高頻電壓絕緣性的板。陶瓷基板1若具有耐熱性及高頻電壓絕緣性即可，除了陶瓷板之外，亦可為耐熱性玻璃板。

鋁燒結膜2係形成於陶瓷基板1之上之導電性金屬燒結膜之例。除了鋁燒結膜之外，亦可為銅、銀等金屬的燒結膜。實驗中形成為寬度1mm至30mm左右，長度10cm，若可實現則亦可形成為更長者。

電子導電性玻璃燒結膜3係電子導電性玻璃的燒結膜，且為由釩、鋇、鐵所構成之半導體玻璃的燒結膜(容後詳述)。

外部配線4係對於鋁燒結膜2及電子導電性玻璃燒結膜3以銲料5進行超音波銲接，而用以從外部將高頻電壓施加於其鋁燒結膜2及電子導電性玻璃燒結膜3。

銲料5係用於以超音波銲接將外部配線4焊接於鋁燒結膜2及電子導電性玻璃燒結膜3。

對於以上的構成，將高頻電源(例如6.5KV、30KHz)的高頻電壓經由外部配線4施加於鋁燒結膜2及電子導電性玻璃燒結膜3時，即在大氣中，於圖示之上側與下側的電子導電性玻璃燒結膜3之間發生電暈放電。使樹脂片通過此電暈放電環境中時，即會在該樹脂片的表面形成微小凹凸。

在此，實驗中，高頻電源在使用了30KHz的電源，但不限於此，為了實施大氣中的電暈放電中，可使用10KH至5MHz左右。頻率愈高，愈容易於大氣壓中發生電暈放電，但電源支出會提高。

此時，電流係從外部配線4的端部(一端或兩端)流入由鋁燒結膜2與電子導電性玻璃燒結膜(例如電阻率為200至400Ωcm左右)3之二層所構成的放電電極中，但由於作為金屬導電性燒結膜的鋁燒結膜位於下層，故該電流流經電子導電性玻璃燒結膜3中所導致的壓降趨緩，可對於電子導電性玻璃燒結膜3的整面施加近乎均勻的高頻電壓，使該電子導電性玻璃燒結膜3之間於大氣中發生近乎均勻的電暈放電，可長期持續地使用放電電極，可使該放電電極長壽化(參照圖4)。

圖2係顯示本發明之一實施例構造圖(其二)(電子導電性玻璃與金屬燒結膜之二層電極與外部配線的結合構造)。

圖2(a)係顯示側視圖，圖2(b)係顯示主要部。由於陶瓷基板1、鋁燒結膜2、電子導電性玻璃燒結膜3、外部配線4係與圖1的同一編號者相同，故說明從略。

圖2中，如圖2(b)主要部所示，銲料5係附著於二面(層)。如圖所示，藉由銲料5將外部配線4與燒結於陶瓷基板1之上之鋁燒結膜2以及燒結於此鋁燒結膜2之上之電子導電性玻璃燒結膜3二者(兩層)。藉此，可使高壓高頻電壓經由外部配線4施加於鋁燒結膜2與電子導電性玻璃燒結膜3兩者，可使上側與下側的電子導電性玻璃燒結膜3之間於大氣壓中發生均勻的電暈放電，且可謀求由鋁燒結膜2與電子導電性玻璃燒結膜3所構成之放電電極的長壽化(一個月以上的長壽化)。

詳述之，經由外部配線4從鋁燒結膜2及電子導電性玻璃燒結膜3的一端(或兩端)施加高頻電壓時，就僅有電子導電性玻璃燒結膜3之習知技術而言，因伴隨著電暈放電的電流或電子流而發生壓降，高頻電壓在端部較高，而在中央降低達相應於壓降量，使得相向之電子導電性玻璃燒結膜3之間的電壓變低，電暈放電不穩定。為了解決此問題，本發明經由實驗確認於基材形成鋁燒結膜2且以此鋁燒結膜2作為金屬燒結膜，其電阻值較小，可使從端部流向中央的電流或電子流所導致的壓降的降低極小，而可將高頻電壓供給至電子導電性玻璃燒結膜3，就結果而言，施加於上側與下側的該電子導電性玻璃燒結膜3之間的高頻電壓係端部與中央近乎均勻，可長期地發生均勻的電暈放電，使放電電極長壽化(例如一個月以上)。

圖3係顯示本發明之電子導電性玻璃燒結膜的形成例。

圖3(a)係顯示上面的放電面，圖3(b)係顯示下面的放電面。在此，圖示之電子導電性玻璃燒結膜3與其下的陶瓷基板1之間本應形成有圖1、圖2所示之鋁燒結膜2，但本圖中予以省略。

如圖3中下側的記載，圖3係示意顯示將該圖3的上面與下面之外部配線4的位置如圖所示地錯開1cm左右而從放電區域偏移以保護配線之情形。

若外部配線4在上面與下面位於相同的位置，會在相向的上面與下面之電子導電性玻璃燒結膜3之間發生電暈放電，甚至及於將外部配線4超音波銲接於電子導電性玻璃燒結膜3之部分，因離子照射而逐漸消失，長期下來發生導電不良，故為了使銲接部分不發生電暈放電，如圖所示，例如將上面的電子導電性玻璃燒結膜3往左側錯開，且將下面的電子導電性玻璃燒結膜3往右側錯開，使兩者的銲接部分不發生電暈放電所導致的離子照射，以避免銲接部分的損傷(離子照射所導致的損傷)。

圖4係顯示本發明之電子導電性玻璃與金屬燒結膜之二層電極的放電狀態例。圖4係顯示對於圖1所示之上面與下面的電子導電性玻璃燒結膜3施加高頻電壓(例如6.8KV、30KHz)時，從橫向拍攝大氣中之電暈放電之狀態的相片之例。

在此可觀看到在大氣中的電暈放電係於上面與下面之間遍及近乎全域均勻地放電的情形。

圖5係顯示本發明之電子導電性玻璃燒結膜的形成例(其二)。

圖5(a)係上側(接地)的仰視圖或俯視圖，圖5(b)係下側(放電電極)的俯視圖。在此，圖5(a)的上側(接地)可形成於陶瓷基板1的上面或下面之任一面，故圖5(a)可為仰視圖或俯視圖。此外，圖5(b)之電子導電性玻璃燒結膜3與其下方的陶瓷基板1之間本應形成有圖1、圖2中所述之鋁燒結膜2，但本圖中予以省略。

圖5(a)中，鋁電極(接地電極)7係電暈放電時之接地電極，用以與圖5(b)的電子導電性玻璃燒結膜3之間進行電暈放電。

接地側配線6係用以將接地電位賦予至鋁電極(接地電極)7的外部配線(外部端子)。

圖5(b)中，電子導電性玻璃燒結膜3係先於陶瓷基板1之上形成鋁燒結膜2而更於鋁燒結膜2之上形成者，且為用以與圖5(a)之鋁電極(接地電極)之間進行電暈放電之電極。

外部配線4係銲接於電子導電性玻璃燒結膜3及其基材的鋁燒結膜2，且為用以施加高頻電壓的配線(外部端子)。外部配線4係配置於偏離電暈放電之放電部分的區域，且在此配置於不接觸表面改質材(金屬線)8而不會造成干擾的外側。

對於以上的構成，在大氣中將高頻電壓施加於電子導電性玻璃燒結膜3與鋁電極7之間，使電暈放電發生於電子導電性玻璃燒結膜3之上，並使表面改質材(金屬線)8通過該電暈放電環境中，以進行表面的改質(形成例如微小凹凸)。

接著依照圖6之流程圖的順序，詳細說明電子導電性玻璃之二層放電電極的製造方法。

圖6係顯示本發明之金屬燒結膜與電子導電性玻璃之二層放電電極的製造流程圖。

圖6中，步驟S1係準備鋁基板、鋁漿料、電子導電性玻璃漿料。在此，準備氧化鋁基板1作為圖1的陶瓷基板1。

準備用以形成圖1之鋁燒結膜2的鋁漿料。

準備用以形成圖2之電子導電性玻璃燒結膜3的電子導電性玻璃漿料。

步驟S2係以鋁漿料將鋁層的圖案印刷於氧化鋁基板。在此，以步驟S1中所準備的鋁漿料，利用網版印刷將圖1之鋁燒結膜2的圖案印刷於步驟S1中所準備的氧化鋁基板1上。

步驟S3係將鋁圖案膜進行乾燥、燒結(800℃×10分鐘)。在此，將步驟S2中印刷於氧化鋁基板1上的鋁圖案膜進行熱風乾燥，之後進行燒結(800℃×10分鐘)。

步驟S4係將略小於鋁圖案(2mm以上)的電子導電性玻璃漿料進行印刷、乾燥、燒製(550℃×15分鐘)。在此，進一步於步驟S3中經燒結的鋁燒結膜2之上，印刷比該鋁燒結膜2的圖案小2mm以上之電子導電性玻璃漿料且進行熱風乾燥，進而進行燒製(550℃×15分鐘)。

步驟S5係進行500℃×1H之燒製之玻璃再加熱處理。在此，對於步驟S4中經燒製的電子導電性玻璃燒結膜進行再燒製(例如500℃×1H)亦即退火，極度減小電子導電性玻璃的電阻值(例如減小至10^-4Ωcm左右)。

步驟S6係利用超音波等來銲接鋁膜、電子導電性玻璃膜。在此，如圖2所示，將外部配線4、鋁燒結膜2、電子導電性玻璃燒結膜3三者進行超音波銲接。

綜上所述，如圖1、圖2所示，在陶瓷基板1之上形成鋁燒結膜2，更在鋁燒結膜2之上形成電子導電性玻璃燒結膜3，且將外部配線4超音波銲接於此等鋁燒結膜2及電子導電性玻璃燒結膜3，製造圖1、圖2的構造。

在此，導電玻性璃燒結膜係在導電性金屬燒結膜燒結之後，於其導電性金屬燒結膜燒結上進行塗佈、乾燥、燒結，使金屬粒子與導電性玻璃粒子不會熱擴散。藉此，消除熱擴散而得以順利地製造出二層電極(鋁燒結膜2、電子導電性玻璃燒結膜3之二層電極)。若同時進行燒製，則金屬粒子與導電性玻璃粒子將會熱擴散而無法順利地製造出二層電極。

圖7係顯示本發明之電子導電性玻璃漿料的製造流程圖。

圖7中，步驟S11係調合玻璃原料並使其熔融(900至1200℃)(於電爐溫度升高之後才放入並保持一小時)。在此，調合玻璃原料(參照後述的圖8)，在電爐溫度上升達熔解的溫度(例如900至1200℃之經實驗所求得的最佳溫度)時，將該調合後的玻璃原料投入白金坩堝，充分地攪拌並保持此狀態例如一小時。

步驟S12係作成3-5mm的玻璃破片(使熔融玻璃在流經冷卻的滾筒的同時粉碎)。在此，使步驟S11中所作成的熔融玻璃在流經水冷的滾筒之間的同時粉碎，作成3至5mm左右的玻璃破片。

步驟S13係進行玻璃粗粉碎化為2至3mm的粉末且進一步形成為至50μm的粉末。在此，將步驟S12中所作成的3至5mm的玻璃破片粉碎為2至3mm的粉末，更進一步粉碎至50μm的粉末。

步驟S14係微粉碎化(例如以噴射式粉碎裝置等微粉碎為2至3μm)。在此，將步驟S13中所作成之至50μm的粉末，以噴射式粉碎裝置更微粉碎為2至3μm左右。

步驟S15係將有機材、有機溶劑、樹脂與上述玻璃微粉碎化者一同攪拌。

步驟S16係完成電子導電性玻璃漿料。

藉由以上的程序，即能夠將原材料(釩、鋇、鐵，參照圖8)熔融、攪拌之後急速冷卻並粉碎，再將經粉碎的微粉末與有機材、有機溶劑、樹脂充分地攪拌而製造電子導電性玻璃漿料。

圖8係顯示本發明之電子導電性玻璃例。圖7的電子導電性玻璃原料係由圖示之下述材料所構成者。

‧V₂O₅；50至75wt%

‧BaO；10至25wt%

‧Fe₂O₃；8.0至15wt%

以上之各材料的範圍，必須藉由實驗來選擇適於作成圖1、圖2的電子導電性玻璃燒結膜3，電暈放電良好且長壽之最佳的值。再者，圖6所說明之燒製、玻璃再加熱處理(退火)的溫度、時間，亦需以實驗來決定最佳的值。

圖9係顯示本發明之鋁漿料的製造流程圖。

圖9中，步驟S21係準備鋁破片3至5mm。在此，準備3至5mm的鋁破片作為鋁材料。

步驟S22係進行鋁微粉碎化(以噴射式粉碎裝置等粉碎為2至3μm)。在此，將步驟S21中所準備的3至5mm的鋁破片，以噴射式粉碎裝置粉碎為2至3μm左右。

步驟S23係將有機材、有機溶劑、樹脂與上述鋁微粉碎化者一同攪拌。

步驟S24係完成鋁漿料。

藉由以上的程序，即能夠將原材料(鋁破片)粉碎而成的微粉末與有機材、有機溶劑、樹脂充分地攪拌而製造鋁漿料。

圖13係顯示本發明之其他電極及絕緣層，以及其電暈放電的說明圖。此圖13係顯示在電暈放電的電極之間形成薄的絕緣層(30至300μm，較佳為70至100μm)而實現了低電壓(80至150V之商用交流電壓(50/60Hz))之電暈放電的實驗例。以下使用圖13至圖17依序詳細說明。

圖13(a)係顯示電暈放電(主要部的俯視圖)，圖13(a-1)係顯示示意的俯視圖，圖13(a-2)係顯示示意的側視圖。

首先說明實驗所使用的導電層12、絕緣層13、導電層11的三層構造，接著說明低電壓之電暈放電的現象。

(1)如圖13(a-1)、(a-2)所示，於未圖示之基板之上經塗佈、乾燥、燒結而形成圓板狀的導電層12，接著，在其上經塗佈、乾燥、燒結而形成圓板狀的絕緣層13，更於其上經塗佈、乾燥、燒結而形成環狀的導電層11。

(2)對於(1)中所形成的導電層11與導電層12之間施加低電壓時，如圖13(a)所示，在導電層11與導電層12之間穩定地發生電暈放電。

(3)低電壓下發生穩定之電暈放電的理由可認為如下。

(4)圖13(a)顯示之環狀的電暈放電係在環狀的導電層11與導電層12之間形成薄的絕緣層且對於導電層11與導電層12之間施加低電壓(30至300VAC)時所發生之電暈放電的情形。實驗所使用之形成此等導電層11、12的導電性玻璃漿料燒結膜的表面形成有最大30至50μm左右的凹凸，對於導電層11與導電層12之間施加低電壓時，預期電場集中於此部分而開始放電，而過剩的電流(電子)流經此部分時，該導電性玻璃漿料燒結膜會變熱而低電阻化，進而增加流經此部分的電流而變熱，致使該導電性玻璃漿料燒結膜局部地熔融，使得如閃電般的電弧放電中斷，而如圖13(a)所示，持續地發生穩定的電暈放電。此外，由於導電性玻璃漿料燒結膜(導電層11、12)具有導電性且為半導體(電子傳導性)，因此認為亦導致易於低電壓下發生電暈放電。

圖13(b)係顯示電暈放電之整體的俯視圖。在此顯示包含圖13(a)之主要部之實驗裝置的整體。

圖13(c)係顯示實驗條件。在此顯示圖中的下方所記載者。

‧施加電壓：80至150V(AC)

‧電流：0.9mA(AC)

‧電極間隔：30至300μm(較佳為70至100μm)

在此，所施加的電壓係施加於圖13(a-1)、(a-2)的導電層11與導電層12之間之商用頻率的80至150V的電壓。電流係於施加電壓當時所流動的電流。電極間隔係圖13(a-1)、(a-2)之絕緣層13的厚度即導電層11與導電層12之間的間隔。此絕緣層13的厚度係在大氣中(空氣中)施加80至150V時會進行電暈放電的間隔，若小於此間隔則進行電弧放電，此外，若為最大間隔以上，則成為不會開始本發明之電暈放電的間隔。另外，實驗中係使用商用頻率(50/60Hz)的電源(AC)，但亦可使用高頻電源。

圖14係顯示本發明之其他電極及絕緣層的說明圖。

圖14(a)係顯示本發明的構造例，圖14(a-1)係顯示實驗條件例。

圖14(a)中，本發明的構造例係於電暈放電的導電層15之間形成有薄的絕緣漿料燒結體16，且施以低電壓來實現穩定之電暈放電。本發明的實驗條件係如圖中的下方所記載者。

‧施加電壓：80至150V(AC)

‧電流：0.6至0.9mA(AC)

‧電極間隔：30至300μm(較佳為70至100μm)

圖14(b)係顯示習知的構造例，圖14(b-1)係顯示實驗條件例。

圖14(b)中，習知之構造例係於電暈放電的導電層15之間插入有厚的陶瓷板18，且施以大電壓來實現穩定之電暈放電。習知的實驗條件係如圖中的下方所記載者。

‧施加電壓：1.8KV(AC)

‧電流：0.9mA(AC)

‧電極間隔：1mm

綜上所述，圖14(b)之習知的構造例中，在導電層15之間插入1mm厚度的陶瓷板18且施加大電壓(1.8KV AC)來發生電暈放電，相對於此，圖14(a)之本發明的構造例的相異點在於在導電層15之間形成30至300μm厚度之薄的絕緣漿料燒結體16且施加低電壓(80至150V AC)來穩定地電暈放電。換言之，本發明係電極間間隔狹窄且在低電壓下發生電暈放電。

圖15係顯示本發明之其他電極及絕緣層的說明圖(其二)。

圖15(a)係顯示特徵例，圖15(b)係顯示本發明的構造例(其二)。

圖15(a)中，本發明的構造係繪示於圖14(a)的構造。

習知的構造係繪示於圖14(b)的構造。

比較本發明的構造與習知的構造，具有圖中所示的下述特徵。

在此，絕緣體薄膜化可藉由使用本發明中後述的絕緣玻璃而容易且廉價地製成薄的30至300μm。然而，習知構造的陶瓷板難以進行加工且昂貴。絕緣層的3D形狀亦相同。此外，本發明可對應低電壓，可在80至150V AC下發生穩定的電暈放電。而習知技術的構造則高達1.6KV的高壓，無法低電壓化。

圖15(b)係本發明的構造例(其二)。

圖15(b)中，圖示的構造係如下所述地形成。

(1)在基板14之上例如經塗佈、乾燥、燒結而形成導電層15。

(2)在其導電層15之上塗佈成為絕緣漿料燒結體的絕緣玻璃漿料，經乾燥、燒結而形成絕緣漿料燒結體16(參照圖14(a))。所形成的此絕緣漿料燒結體16，從端部觀看時，如圖所示，覆蓋著下側之導電層15的整體，但此僅為兩端的部分，中央之要發生電暈放電的部分係形成為使下方的導電層15露出，以與上方的導電層15之間進行電暈放電。

(3)更於此絕緣漿料燒結體16之上塗佈成為導電層之導電性玻璃塗料，經乾燥、燒結而形成導電層15，且形成如圖所示之三層構造(下方的導電層15、絕緣漿料燒結體16、上方的導電層15之三層構造)。

對於如上所述而形成之本發明的構造例(其二)之導電層15之間施加低電壓，使導電層15之間穩定地發生電暈放電。

接著使用圖16、圖17來詳細說明絕緣漿料燒結體16的形成方法。

圖16係顯示本發明之其他絕緣玻璃應用流程圖。

圖16中，步驟S31係網版印刷絕緣玻璃漿料。在此，對於例如繪示於圖14(a)之絕緣漿料燒結體16的形成部分，用絕緣玻璃漿料網版印刷圖案。此時，將漿料的濃度調整成為燒結後的厚度成為預定厚度(30至300μm)。

步驟S32係進行乾燥。在此係放置於大氣中(亦有省略的情形)，例如放置一小時進行乾燥，作為步驟S31中進行網版印刷後之燒結玻璃漿料的乾燥步驟。

步驟S33係進行乾燥。在此係為了進行溶劑去除，而在電爐中進行40至100℃、15至100分鐘的熱風乾燥。

步驟S34係進行冷卻。在此係放置於大氣例如放置例如2至24小時(亦有省略的情形)來進行冷卻。

步驟S5係進行燒製。在此係以電爐進行340至900℃、10分鐘至100分鐘的燒製，形成絕緣漿料燒結體16。

藉由以上方式，可廉價且高精確度地製造出任意形狀之30至300μm厚度之均勻的絕緣層作為繪示於圖14(a)的絕緣漿料燒結體16。

圖17係顯示本發明的絕緣玻璃漿料組成例。在此顯示繪示於圖16的步驟S31中所使用之絕緣玻璃漿料的組成例。在此顯示圖17所示之如下所述的成分、適用範圍、備註。

在此，在上述的範圍內使用常用於一般窗玻璃的鈉玻璃的粒種、結合劑、濃度調整劑等作為絕緣玻璃漿料。其他玻璃亦同樣地可使用。

圖18係顯示依據本發明之ABL(註：商品名)玻璃燒結膜之電阻率的試驗例。

圖18(a)係顯示ABL玻璃燒結膜樣本例。如圖所示，電阻率的測量係以測量a-b間的電阻值來進行。

圖18(a)中，基板21係氧化鋁基板，且具有厚度1mm之圖示的形狀者。

ABL玻璃燒結膜22係以導電性玻璃漿料網版印刷寬度5mm、長度40mm的圖案後，經乾燥、燒結、退火而形成者(容後使用圖19詳述)。

電阻值的測量係藉由測量圖18(a)之a-b間的電阻值來進行(容後使用圖20詳述)。

圖19係顯示依據本發明之ABL玻璃燒結製程的流程圖。此係形成繪示於圖18之ABL玻璃燒結膜22的流程圖。

圖19中，步驟S41係將ABL玻璃漿料印刷於基板。在此，於繪示於圖18的基板21之上，用ABL玻璃漿料網版印刷圖示的圖案(5mm×40mm)。

步驟S42係在設為100℃的電爐中乾燥10分鐘。

步驟S43係取出於常溫。在常溫下放置約20分鐘。此等步驟S42、S43係將步驟S41中於基板21之上進行網版印刷後之該基板21放入已加熱為100℃的電爐中並放置10分鐘，使印刷後的ABL玻璃漿料乾燥。乾燥方法不限於此，亦可為將100℃左右的熱風噴吹10分鐘左右之乾燥方法等。

步驟S44係在設為550℃的電爐中燒結處理5分鐘。

步驟S45係取出於常溫。在常溫下放置5分鐘。此等步驟S44、S45係將已形成乾燥後之ABL玻璃漿料的圖案的基板21放入550℃之電爐5分鐘進行燒結之後，取出於常溫進行冷卻。藉由此燒結，形成繪示於圖18之矩形圖案的玻璃燒結膜22，且強固地固著於基板21。

步驟S46係放入500℃的電爐中60分鐘進行退火。

步驟S47係切斷電爐，並以其狀態自然冷卻至變為常溫。藉由實施此等步驟S46、S47之退火處理，亦即於低於步驟S44、S45之燒結處理的溫度(在此係藉由實驗求出之最佳值之500℃)放置60分鐘(藉由實驗求出之最佳放置時間)之後，將電爐的電源關斷，並以其狀態自然冷卻(緩慢冷卻)之所謂的退火熱處理，可獲得低電阻值的ABL玻璃燒結膜。

低電阻值之ABL玻璃燒結膜之依據上述流程圖之順序的生成，可認為以下述之方式來形成。

(1)燒結所使用的ABL玻璃本身(電子導電性半導體)由於粒子彼此緊密地連結使得運送電子的路徑受到限制，因而具有通常為10Ωcm至150Ωcm左右的電阻值。

(2)另一方面，將(1)經過粉碎細化的ABL玻璃漿料(電子導電性半導體)進行印刷且施以上述第一燒結熱處理(S44、S45)、第二退火熱處理(S46、S47)之後的ABL玻璃燒結膜中，微粉末(微粒子)經燒結後之粒子彼此連結之間的運送電子的路徑變多，且粒子的表面積增大，結果，經由實驗確認了會成為通常減小10的二次方至三次方以上的電阻值(參照後述的圖20)。

在此，關於燒結溫度，在此燒結溫度下，ABL玻璃粉末粒子的一部分熔融，粒子開始彼此結合。此燒結溫度係於550℃±70℃的範圍作用。若超過下限，則玻璃粒子不會熔融，粒子彼此不會充分地結合。若超過上限，粒子彼此的結合會涵蓋較大的區域，而於內部形成玻璃板狀者。若此玻璃板狀者大量發生時，電阻率(電阻值)即變高。

此外，關於退火，相對於燒結溫度550℃，在50至70℃左右之較低的溫度下進行退火熱處理，且於之後進行自然冷卻(不取出至外部進行急速冷卻)。藉此，玻璃之內部的成分整合而使電阻率(電阻值)下降。

此外，燒結膜的電阻值係取決於在玻璃內部流動的電流以及在玻璃之粒子表面流動的電流的總和。在適當的燒結溫度(例如550℃)下，可推知玻璃粒子的結合變得適當，使得以玻璃表面流動的電流為主，而可減小電阻率(電阻值)。而燒結前的導電性玻璃(電子導電性玻璃(半導體))之玻璃固體的電阻值係以在玻璃內部流動的電流為主。

圖20係顯示依據本發明之ABL玻璃燒結膜的電阻率測量值例。

圖20中，針對燒結溫度520℃、550℃、580℃實施上述之第一燒結熱處理、第二退火熱處理，獲得了圖示之下述的測量值。在此使用的固體ABL玻璃(燒結前的ABL玻璃)的電阻率(電阻值)係140Ωcm。

‧燒結溫度520℃下獲得了下述的測量值。

‧520-1：膜厚15μm、電阻值5.7KΩ、電阻率1.068Ωcm

‧520-2：膜厚16μm、電阻值6.1KΩ、電阻率1.143Ωcm

‧520-3：膜厚20μm、電阻值7.0KΩ、電阻率1.75Ωcm

‧燒結溫度550℃下獲得了下述的測量值。

‧550-1：膜厚14μm、電阻值3.5KΩ、電阻率0.612Ωcm

‧550-2：膜厚17μm、電阻值2.4KΩ、電阻率0.510Ωcm

‧550-3：膜厚20μm、電阻值5.7KΩ、電阻率0.51Ωcm

‧燒結溫度580℃下獲得了下述的測量值。

‧580-1：膜厚11μm、電阻值4.5KΩ、電阻率0.618Ωcm

‧580-2：膜厚17μm、電阻值7.4KΩ、電阻率1.573Ωcm

‧580-3：膜厚23μm、電阻值5.7KΩ、電阻率1.638Ωcm

從以上的測量結果可得知，經由實施第一燒結熱處理、第二退火熱處理的結果，獲得了電阻值(電阻率)減小約10的二次方至三次方以上之圖示的測量值。在此，由於電阻率(電阻值)隨著膜厚、燒結溫度而變動，故需藉由實驗求出並決定最佳值。圖20之例中，燒結溫度550℃、膜厚15至20μm左右(在此為藉由網版印刷的膜厚)時成為最小的電阻值，從燒結前之ABL玻璃的140Ωcm，藉由退火熱處理而成為0.51Ωcm(減小達4×(10³)Ωcm)。

1:陶瓷基板

2:鋁燒結膜

3:電子導電性玻璃燒結膜

4:外部配線

5:銲料

Claims

一種放電電極板，係形成要進行電暈放電之放電電極，該放電電極板係具備：

耐熱性板，係由耐熱性材料所作成；及

放電電極，係由形成在前述耐熱性板之上的導電性金屬燒結膜以及形成在前述導電性金屬燒結膜之上的導電性玻璃燒結膜之二層所構成；

構成前述放電電極前形成，藉此降低電暈放電所導致的劣化而達長壽化，並且藉由前述導電性金屬燒結膜的形成，使從前述導電性玻璃燒結膜之端部流向中央的電流或電子流的壓降減低而發生均勻的電暈放電。
一種放電電極板，係形成要進行電暈放電之放電電極，該放電電極板係具備：

薄的絕緣體，係由具有絕緣性及耐熱性的材料作成，厚度為30至300μm；及

放電電極，係由分別形成於前述薄的絕緣體之表面與背面的導電層所構成；

構成前述放電電極的前述導電層係分別由導電性玻璃形成，使低電壓的電暈放電良好地開始且持續，並且降低劣化，達到長壽化。
如請求項1或2所述的放電電極板，係將前述放電電極係配置於大氣中進行電暈放電。
如請求項1至3中任一項所述的放電電極板，其中，前述導電性玻璃為由釩、鋇、鐵所構成之釩酸鹽玻璃。
如請求項1及3至5中任一項所述的放電電極板，其中，前述耐熱性板為耐熱玻璃或陶瓷。
如請求項1及3至5中任一項所述的放電電極板，其中，形成於前述導電性金屬燒結膜之上的前述導電性玻璃燒結膜的大小係小於該導電性金屬燒結膜而不超出。
如請求項1及3至6中任一項所述的放電電極板，其中，前述放電電極相向配置時，銲接在相向之放電電極之端部之外部配線的部分係沿長邊方向錯開而不進入電暈放電的區域，以減輕該銲接部分的損傷。
如請求項1及3至7中任一項所述的放電電極板，其中，對於構成前述放電電極之前述導電性金屬燒結膜及導電性玻璃燒結膜之兩者進行銲接而連接外部配線。
如請求項1及3至8中任一項所述的放電電極板，其中，外部配線對於前述放電電極的銲接係超音波銲接。
如請求項1及3至9中任一項所述的放電電極板，其中，塗佈、燒製導電性玻璃而進行之放電電極的形成，係產生包含導電性玻璃之粉末的漿料，且將所產生的漿料進行塗佈、燒製而形成電子導電性的放電電極。
如請求項1及3至10中任一項所述的放電電極板，其中，前述導電性玻璃燒結膜係在前述導電性金屬燒結膜燒結之後，才於其上進行塗佈、乾燥、燒結，使金屬粒子與導電性玻璃粒子不會熱擴散。
如請求項1及3至11中任一項所述的放電電極板，其中，對於前述放電電極及與其相向的其他電極之間，或對於前述放電電極及與其背對的其他電極之間，施加10KHz至5MHz之範圍內的高頻電壓，使該放電電極的周圍進行電暈放電。
如請求項2至4中任一項所述的放電電極板，其中，前述薄的絕緣體為由絕緣性之玻璃漿料燒結而成的絕緣漿料燒結體。
如請求項2至4中任一項所述的放電電極板，係對於形成於前述放電電極的表面與背面的前述導電層之間施加80V至150V的交流電壓，在大氣中開始且持續進行電暈放電。
如請求項1至14中任一項所述的放電電極板，其中，以電子導電性的導電性玻璃形成前述導電性玻璃燒結膜時，該導電性玻璃係在第一燒結熱處理之後進行第二退火熱處理，該第一燒結熱處理係將粉碎後之導電性玻璃的粉末加熱為預定的燒結溫度進行燒結再返回常溫，該第二退火熱處理係加熱至低於前述燒結溫度之預定的退火溫度進行升溫之後停止加熱而自然冷卻。
如請求項15所述的放電電極板，其中，相較於粉碎前之前述導電性玻璃，進行前述第一燒結熱處理及前述第二退火熱處理之後的導電性玻璃燒結膜的電阻值係減小而降低10的二次方至三次方以上者。